基于焦距捷变的被动毫米波成像系统

作     者：马翰驰 

作者单位：哈尔滨工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：邱景辉

授予年度：2018年

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 

主      题：光场成像 被动毫米波成像 安检成像 数字重聚焦 

摘      要：毫米波成像对衣物有着较为良好的穿透性和对金属物品的灵敏识别特性,由于波长较短,在成像方面可以获得较好的分辨率,而且被动毫米波成像完全不对外辐射毫米波,对人体安全无害,故而广泛应用于隐匿危险物品探测和安检成像。本文应用了光场相机的数字重聚焦原理,致力于研究一种非配合式,高效率的应用于安检成像的被动毫米波焦距捷变成像系统。本文提出的基于被动毫米波的焦距捷变成像系统分为以下几个研究部分,(1)光场成像的原理分析,四维坐标系的建立,光线的双平面参数化法表征。(2)准光路模型的建立,包括主透镜,微透镜阵列,辐射计阵列以及透镜表面方程的计算,系统的优化。(3)数字重聚焦算法的研究,将采集的光场信息表示成五维矩阵的格式,先得到多幅子孔径的图像,然后通过移动光场的切片到同一个深度,然后再相加所有子孔径的图像来达到重聚焦的效果。并以光场数据验证,实现了图像聚焦景深的变化。(4)整体模型的联合仿真,得到毫米波波段辐射场的具体信息,表示成五维矩阵,利用重聚焦算法实现焦距捷变。上述的被动毫米波焦距捷变成像系统的各个原件都在电磁仿真软件FEKO中建立了相应的模型,进行了仿真测试,得到了毫米波辐射场的信息,对这些数据处理之后进行数值重聚焦成像,结果可以清晰地分辨出焦聚平面的变化。